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考點28 DNA分子的結(jié)構(gòu) 1．DNA分子的化學(xué)組成 （1）基本組成元素：C、H、O、N、P。 （2）基本單位 2．DNA分子的結(jié)構(gòu) （1）主要特點 ①兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行盤旋而成。 ②脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)。 ③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，例如： 遵循堿基互補配對原則 （2）空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 3．DNA分子的特性 （1）相對穩(wěn)定性：DNA分子中磷酸和脫氧核糖交替連接方式不變；兩條鏈間堿基互補配對方式不變。 （2）多樣性：不同的DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目不同，排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個堿基對，則排列順序有4n種。 （3）特異性：每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA的特定的堿基對排列順序，代表了特定的遺傳信息。 考向一 DNA分子的結(jié)構(gòu)分析 1．下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述正確的是 A．DNA分子中的每條鏈都有兩個游離的磷酸基團 B．DNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接 C．磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA的基本骨架 D．在DNA分子中每個脫氧核糖都與兩個磷酸基團相連 【參考答案】C 解題必備 把握DNA結(jié)構(gòu)的3個?？键c （1） （2） （3） 2．如圖表示一個DNA分子的片段，下列有關(guān)表述正確的是 A．④代表的物質(zhì)中儲存著遺傳信息 B．不同生物的DNA分子中④的種類無特異性 C．轉(zhuǎn)錄時該片段的兩條鏈都可作為模板鏈 D．DNA分子中A與T堿基對含量越高，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 【答案】B 【解析】遺傳信息蘊藏在4種脫氧核苷酸的排列順序之中，單個核苷酸不能儲存遺傳信息，A項錯誤；不同生物的DNA均由4種脫氧核苷酸(包括④)組成，B項正確；轉(zhuǎn)錄時以其中的一條鏈為模板，C項錯誤；由于C—G堿基對含3個氫鍵，所以C—G堿基對含量越高，DNA越穩(wěn)定，D項錯誤。 考向二 DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基計算 3．下列關(guān)于DNA分子的計算，正確的是 A．同種生物不同個體的細(xì)胞中，DNA分子的（A+T)/(G+C)的值一般相同 B．不同種生物的不同細(xì)胞中，DNA分子的（A+G)/(T+C)的值一定不同 C．若DNA的一條鏈中（A+G)/(T+C)=0.5，則其互補鏈中(A+G)/(T+C)=0.5 D．10對A—T堿基對和20對C—G堿基對，可構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)小于430種 【參考答案】D 430種，若已知10對A—T堿基對和20對C—G堿基對，則構(gòu)成的DNA分子種類數(shù)肯定小于430種，D正確。 解題技巧 DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的解題步驟 解DNA分子中有關(guān)堿基比例計算的試題時要分三步進行： （1）搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。 （2）畫一個DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知和所求的堿基。 （3）根據(jù)堿基互補配對原則及其規(guī)律進行計算。 4．下列是一組有關(guān)雙鏈DNA分子中含氮堿基的問題，請回答： （1）若A占20%，則G占________。 （2）若雙鏈DNA中A占20%，且一條鏈中的A占20%，則此鏈中C所占比例的最大值是________。 （3）一條鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互補鏈中的此值是________。 （4）一條鏈中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互補鏈中的此值是________。 （5）若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則該DNA分子中的G有________個。 【答案】（1）30%　 （2）60%　 （3）2.5　 （4）0.4　 （5）1.5 P 【解析】（1）由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：A＋G＝50%，因而G占30%。（2）由雙鏈DNA分子A占20%可知：該DNA分子中(A＋T)占40%，(C＋G)占60%，對任意一條鏈而言，某種堿基所占比例的最大值即該對堿基所占的比例，因而，C最多占該鏈的60%。（3）由雙鏈DNA中，一條鏈中的(A＋C)/(T＋G)與另一條鏈中的該比值互為倒數(shù)可知：其互補鏈中的(A＋C)/(T＋G)＝1/0. 4＝2.5。（4）由于雙鏈DNA及任意一條鏈中的(A＋T)/(C＋G)為一定值，可知其互補鏈中的(A＋T)/(C＋G)＝0.4。（5）若A有P個，占全部堿基數(shù)的20%，則DNA分子的總堿基數(shù)為P/20%＝5P(個)，而由雙鏈DNA分子的嘌呤堿基數(shù)占總堿基數(shù)的一半可知：G占總堿基數(shù)的50%－20%＝30%，則G有5P30%＝1.5 P (個)。 1．下面關(guān)于雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述，錯誤的是 A．每個DNA分子中一般都含有四種脫氧核苷酸 B．每個DNA分子中，都是堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù) C．DNA兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，且A與T配對，G與C配對 D．每個脫氧核糖上均連著一個磷酸和一個堿基 2．如圖為DNA分子部分結(jié)構(gòu)示意圖，以下敘述正確的是 A．解旋酶可以斷開⑤鍵，因此DNA的穩(wěn)定性與⑤無關(guān) B．④是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸 C．DNA連接酶可催化⑥或⑦鍵形成 D．A鏈、B鏈的方向相反，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架 3．下列有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是 A．DNA分子的基本骨架由脫氧核糖、磷酸和含氮堿基交替連接構(gòu)成 B．DNA分子一條單鏈上相鄰的堿基之間以氫鍵相連 C．若DNA分子片段中有a個堿基對，胞嘧啶有b個，則該DNA分子中的氫鍵數(shù)為2a+b個 D．整個DNA分子中嘌呤數(shù)目等于嘧啶數(shù)目，所以每條DNA單鏈中，A=T，G=C 4．DNA熔解溫度(Tm)是使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解開一半時所需要的溫度，不同種類DNA的Tm值不同。如圖表示DNA分子中G＋C含量(占全部堿基的比例)與Tm的關(guān)系。下列有關(guān)敘述，不正確的是 A．一般地說，DNA分子的Tm值與G＋C含量呈正相關(guān) B．Tm值相同的DNA分子中G＋C的數(shù)量有可能不同 C．維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵有磷酸二酯鍵和氫鍵 D．DNA分子中G與C之間的氫鍵總數(shù)比A與T之間多 5．已知1個DNA分子中有4 000個堿基對，其中胞嘧啶有2 200個，這個DNA分子中應(yīng)含有的脫氧核苷酸的數(shù)目和腺嘌呤的數(shù)目分別是 A．4 000個和900個 B．4 000個和1 800個 C．8 000個和1 800個 D．8 000個和3 600個 6．已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA四種類型?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新病毒，要確定其核酸屬于哪一種類型，應(yīng)該 A．分析堿基類型，確定堿基比例 B．分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，確定五碳糖類型 C．分析堿基類型，確定五碳糖類型 D．分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，確定堿基類型 7．已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的40%，其中一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的35%和18%。則在它的互補鏈中，T和C分別占該鏈堿基總數(shù)的 A．25% 22% B．30% 20% C．50% 44% D．35% 18% 8．某雙鏈DNA分子含有200個堿基對，其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則下列關(guān)于該DNA分子的敘述，錯誤的是 A．含有2個游離的磷酸基團 B．共有140個鳥嘌呤脫氧核苷酸 C．4種堿基的比例為A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7 D．若該DNA分子中的這些堿基隨機排列，可能的排列方式共有4200種 9．某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是 10．如圖是DNA片段的結(jié)構(gòu)圖，請據(jù)圖回答。 （1）圖甲是DNA片段的________結(jié)構(gòu)，圖乙是DNA片段的________結(jié)構(gòu)。 （2）填出圖中部分結(jié)構(gòu)的名稱：[2]________，[3]________，[5]________。 （3）從圖中可以看出DNA分子中的兩條鏈?zhǔn)怯蒧_______和________交替連接構(gòu)成的。 （4）連接堿基對的化學(xué)鍵是________，堿基配對的方式如下：即________與________配對；________與________配對。 （5）從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈的方向是________的，從圖乙可以看出組成DNA分子的兩條鏈相互纏繞成________結(jié)構(gòu)。 11．（2017海南卷）DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值的敘述，正確的是 A．堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同 B．前一個比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C．當(dāng)兩個比值相同時，可判斷這個DNA分子是雙鏈 D．經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1 12．（2016上海卷）在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含 10對堿基（A有6個）的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為 A．58 B．78 C．82 D．88 1．【答案】D 【解析】DNA的基本組成單位是4種脫氧核苷酸，A正確；每1分子的脫氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成，可見，每個DNA分子中，都是堿基數(shù)=磷酸數(shù)=脫氧核糖數(shù)，B正確；DNA兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，且A與T配對，G與C配對，C正確；除了位于每條脫氧核苷酸鏈一端的一個脫氧核糖外，其余每個脫氧核糖上均連著兩個磷酸和一個堿基，D錯誤。 2．【答案】D 【解析】DNA分子的氫鍵越多，DNA的穩(wěn)定性越高，A錯誤；④不能表示一個脫氧核苷酸，應(yīng)是②③和下面的磷酸構(gòu)成鳥嘌呤脫氧核苷酸，B錯誤；DNA連接酶連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C錯誤；DNA分子的兩條鏈反向平行構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)，磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架，D正確。 3．【答案】C 不一定相等，D錯誤。 4．【答案】D 【解析】分析圖示，G＋C含量越高，則DNA熔解所需溫度越高，所以A項正確；Tm值與DNA分子中G＋C含量有關(guān)，而不能說明G＋C的數(shù)量，B項正確；DNA兩條鏈通過氫鍵相連，脫氧核苷酸間通過磷酸二酯鍵連接成DNA單鏈，C項正確；G與C之間形成三個氫鍵，A與T之間形成兩個氫鍵，但由于DNA分子中(A＋T)/(C＋G)比值不定，所以不能確定哪組堿基對間的氫鍵總數(shù)更多，D項錯誤。 5．【答案】C 【解析】已知該DNA分子中有4 000個堿基對，即有8 000個堿基，而每個脫氧核苷酸中有一個堿基，故共有8 000個脫氧核苷酸；其中胞嘧啶有2 200個，根據(jù)堿基之間的互補配對原則可推知，A＋C＝DNA堿基總數(shù)的一半，故這個DNA分子中應(yīng)含有的腺嘌呤A的數(shù)目為4 000－2 200＝1 800個。因此，C項正確，A、B、D項錯誤。 6．【答案】A 【解析】DNA的堿基為A、T、C、G，RNA的堿基是A、U、C、G，T是DNA特有的堿基，U為RNA特有的堿基，所以可以根據(jù)這一區(qū)別來分辨DNA和RNA。雙鏈DNA中A＝T且C＝G，單鏈DNA和RNA則不具備這一規(guī)律。分析堿基類型判斷核酸是DNA還是RNA，然后確定堿基比例，確定是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，A正確；分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，確定五碳糖類型，只能判斷核酸是DNA還是RNA，不能判斷是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，B錯誤；分析堿基類型和五碳糖類型，只能判斷核酸是DNA還是RNA，不能判斷是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，C錯誤；分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，確定堿基類型，只能判斷核酸是DNA還是RNA，不能判斷是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，D錯誤。 7．【答案】A 【解析】依題意和堿基互補配對原則可知：某DNA分子中，C＋G＝40%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），則C＝G＝20%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），A＝T＝30%（占整個DNA分子堿基總數(shù)的比例），一條鏈的T與C分別占該鏈堿基總數(shù)的35%和18%，即T1=35%，C1=18%，根據(jù)堿基互補配對原則，T=（T1+T2）2，所以T2=60%－35%＝25%，同理，C2=40%－18%＝22%，A正確，B、C、D均錯誤。 8．【答案】D 【解析】鏈狀雙鏈DNA分子含有2個游離的磷酸基團，A正確；該DNA分子的一條鏈上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一條鏈上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整個DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7，則該DNA分子中A=T=4003/20=60個，C=G=140個，故該DNA分子含有140個鳥嘌呤脫氧核苷酸，B、C正確；該DNA分子含有200個堿基對，但是堿基比例已經(jīng)確定，因此堿基排列方式少于4200種，D錯誤。 9．【答案】C 【解析】雙鏈DNA分子中，(A＋C)/(T＋G)一定等于1，A項錯誤；當(dāng)一條鏈中存在(A1＋C1)/(T1＋G1)＝1時，其互補鏈中存在(A2＋C2)/(T2＋G2)＝(T1＋G1)/(A1＋C1)＝1，B項錯誤；在DNA分子中，存在(A1＋T1)/(G1＋C1)＝(A2＋T2)/(G2＋C2)＝(A＋T)/(G＋C)，C項正確、D項錯誤。 10．【答案】（1）平面 立體(或空間) （2）一條脫氧核苷酸單鏈片段 脫氧核糖 腺嘌呤脫氧核苷酸 （3）脫氧核糖 磷酸 （4）氫鍵 A(腺嘌呤) T(胸腺嘧啶) G(鳥嘌呤) C(胞嘧啶) （5）反向平行 規(guī)則的雙螺旋 【解析】（1）分析題圖可知，甲是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，乙是DNA分子的空間結(jié)構(gòu)。（2）分析題圖可知，2是DNA分子的一條脫氧核糖核苷酸鏈，3是脫氧核糖，5是由脫氧核糖、腺嘌呤堿基和磷酸組成的腺嘌呤脫氧核糖核苷酸。（3）DNA分子的兩條鏈中磷酸和脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。（4）DNA分子之間的堿基通過氫鍵連接成堿基對，7為堿基對之間的氫鍵；DNA分子中堿基對的配對方式是A與T配對，G與C配對。（5）從圖甲可以看出組成DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 11．【答案】D 【解析】由于雙鏈DNA堿基A數(shù)目等于T數(shù)目，G數(shù)目等于C數(shù)目，故（A+C）/（G+T）為恒值1，A錯。A和T堿基對含2格氫鍵，C和G含3個氫鍵，故（A+T）/（G+C）中，（G+C）數(shù)目越多，氫鍵數(shù)越多，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B錯。（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個比值相等，這個DNA分子可能是雙鏈，也可能是單鏈，C錯。經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，是雙鏈DNA，（A+C）/（G+T）=1，D正確。 12．【答案】C